5招教你如何挑选合适的伺服电机

自动化领域指如今的大热门，而伺服电机在其中占有重要地位，通常用于项目中较精确的速度或位置控制部件的驱动。自动化设备的设计者常常需要面临各种各样不同需求的电机选型+ L 8 7 h \ ; /问题，而供应商提供的电机也是五花八门，参数多如牛毛，常常使N [ 3 v e初学者一Y G b m p L ~ \头雾水，本文仅根据作者的实际工作经历做一些分享，望能够o z L给需要者提供一些帮助。

1.应用场景

自动化领域的控制P S 9 \ {型电机可分为伺服电机、步进电机、变频电机等。在需要较为精确的速度或位置控制的部件，会选择伺服电机驱动。

变频器+变频电机的控制方式，是通过改变输入电机的电源频率而改[ } ; d w变电机转速的控制方法。一般只用于电机的调速控制。

伺服电机与步进电机相比：

a) 伺服电机使用闭环控制，步进电机为开环控制；

b) 伺服电机使用旋转编码器计量精度，步进电e j ^ A x 4 z机使用步距角。普h W B M & ? E通产品级] u b 5 { y =别上前者的精度可达后者的百倍数量级；

c) 控制方式相似（脉冲或方向信号）。

2.供电电源

伺服电机从供电电源上区分可分为交流伺服电机和直流伺服电机。

二者还是比较好选择的。一般的自动化设备，甲方都会提供标准的380V工业电源或220V电源，此时选择对应电源的伺服电机即可，免去电源类型的转换。但有一些设备，比如立体仓库中的穿梭板、AGV小车等，由于本身的移动性质，大部分使用自带直流# T q $ 8 6电源，o L i ^ Q L所以K J y ? e一般使用直流伺服电机。

3.抱闸

根据动作机构的设计，考虑在停电状态下或静止状态下，是否会造成对电机的Z - S C N反转趋势。如果有反转趋势，就需要选择带抱闸的伺服电机。

4.选型计算

选型计算前，首先要确定的是机[ ` 4 [构末端的位置和速度要求，再者确定传动机构。此时即可选择伺服系统和对应的减速器。

选型过程中，主要考虑以下参数：

4.1.功率和速度

根据结构形式和最终6 9 9 s W B负载的速度和加速度要求，计算电机所需功率和速度。值得注意的是，通常情况下需要结合e K V z C h S所选电机的速度选取减速机的减速比。

在实际选型过程中，比如负载为水平运动，因为各个传动机构的摩擦系数和风载系数的不确定^ f h % d ? c性，公式P=T*N/9549往往无法明确计算（无法精确计算扭矩的大小）。而在实践过程中S / | q S l `，也发现使用伺服电机所需功率最大处往往是加减速5 q F V Z M阶段。所以，通过T=F*R=m*a*R可定量计算所需电^ J 1 O机的功率0 x I : % R k 3大小和减速机的减速比（m：负载质量；a：负载加速度；R：负载旋转半径）。

有以下几点需要注意：

a) 电机的功率富余系数；

b) 考虑机构的传8 z D R f ;动效率；

c) 减速机的输入和输出扭矩是否达标，并有一定的安全系数；

d) 后期是否会有加大速度的可能性。

值得一提的是，在传统行业中，例如起重机等行业，使用普通的感应电机驱动，加速度无明确要求，计算过程使用的是经验公式。_ ! g 8 # n n

注：负载垂直运行的情况下，注Y G - 5 a意把重力加速度计算在内。

4.2.惯量$ G V $ ~ z ;匹配

要实现对负载的高精度控制，需要考虑电机与系统的惯量是否匹配。W + 1 z [ 4 p t X

对于为什么需要惯量f F F m匹配的问题，网上并没有给出一统江湖的说法。个人理解有限，在这里就不解释了。有兴趣的朋友可以自行考证一z t l / A L `下并告知一声。惯量匹配的原则为：考虑系统惯量折合到电机轴上，与电机Q J a % W , ! E T的惯量比不大于10；比值越小，控制稳定性越好，但需要更大的电机，性价比更低。具体的计算方法如有不明白的请自行补学大学"理论力学&quoR & ( $ Ct;。

4.3.精度要求

计算经过减速机和传动机构的变化后，电机的控} S $ T 7 6制精度是否能够满足负载的要求。减速器或某些传动机构有一定的回程间隙，都需要考虑。

49 p 9 6 &.4.控制匹配

这个方面主要是与电气设Q ( % L &计人员沟通确认，比如伺服控制器的通讯方式是否与P0 o o S m ?LC匹配，编码器类型及是否需要z H Y = e X O引出数据等。

5.品牌

目{ n X前市场上伺服电机品牌众多，性能也是) k X i 7 -千差万别W s [ . Z p x D。大体来说，如果不差钱，就选用欧美的，稍微差点钱，选日本的，然后3 ` P T是中国台湾和中国大陆的。不是作者崇洋媚外，是实际使用得来的教训。根据过往经验，国产的伺服电机本体基本性能上没什么问题，主要伺服控制器的控制算法、集成度和和稳定性方面有一定的差距。希望国内厂商继续努力，P L V j f W , e缩小与国外产品的差距。

值得一提的是，做自动化的设计，要学会借外力。特别是做非标自动化，面临太多设备的选型和& q w w * Y P : ^计算，往往不堪重负，加班累成X f \ s H e 9狗是常态。现在伺服电机厂商都会提供技术支持，\ * W @ @ )只要/ . @ 6 G R你提供给他负载、速度、加速度等参数要求，他们有一套自己的软件自动帮助你计算并选择合适的伺服电机，非常的方便。